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红太狼 2021-07-31 14:16 278阅读 0赞

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作者 | 9龙

juejin.im/post/5ce66801e51d455d850d3a4a

## **一、引言** ##

java8最大的特性就是引入Lambda表达式，即函数式编程，可以将行为进行传递。总结就是：使用不可变值与函数，函数对不可变值进行处理，映射成另一个值。

## **二、java重要的函数式接口** ##

### **1、什么是函数式接口** ###

函数接口是只有一个抽象方法的接口，用作 Lambda 表达式的类型。使用@FunctionalInterface注解修饰的类，编译器会检测该类是否只有一个抽象方法或接口，否则，会报错。可以有多个默认方法，静态方法。

#### **1.1 java8自带的常用函数式接口。** ####

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public class Test {	
        public static void main(String[] args) {	
            Predicate<Integer> predicate = x -> x > 185;	
            Student student = new Student("9龙", 23, 175);	
            System.out.println(	
                "9龙的身高高于185吗？：" + predicate.test(student.getStature()));	
    
    	
            Consumer<String> consumer = System.out::println;	
            consumer.accept("命运由我不由天");	
    
    	
            Function<Student, String> function = Student::getName;	
            String name = function.apply(student);	
            System.out.println(name);	
    
    	
            Supplier<Integer> supplier = 	
                () -> Integer.valueOf(BigDecimal.TEN.toString());	
            System.out.println(supplier.get());	
    
    	
            UnaryOperator<Boolean> unaryOperator = uglily -> !uglily;	
            Boolean apply2 = unaryOperator.apply(true);	
            System.out.println(apply2);	
    
    	
            BinaryOperator<Integer> operator = (x, y) -> x * y;	
            Integer integer = operator.apply(2, 3);	
            System.out.println(integer);	
    
    	
            test(() -> "我是一个演示的函数式接口");	
        }	
    
    	
        /**	
         * 演示自定义函数式接口使用	
         *	
         * @param worker	
         */	
        public static void test(Worker worker) {	
            String work = worker.work();	
            System.out.println(work);	
        }	
    
    	
        public interface Worker {	
            String work();	
        }	
    }	
    //9龙的身高高于185吗？：false	
    //命运由我不由天	
    //9龙	
    //10	
    //false	
    //6	
    //我是一个演示的函数式接口

以上演示了lambda接口的使用及自定义一个函数式接口并使用。**下面，我们看看java8将函数式接口封装到流中如何高效的帮助我们处理集合。**

注意：Student::getName例子中这种编写lambda表达式的方式称为方法引用。格式为ClassNmae::methodName。是不是很神奇，java8就是这么迷人。

> 示例：本篇所有示例都基于以下三个类。OutstandingClass：班级；Student：学生；SpecialityEnum：特长。

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#### **1.2 惰性求值与及早求值** ####

惰性求值：只描述Stream，操作的结果也是Stream，这样的操作称为惰性求值。惰性求值可以像建造者模式一样链式使用，最后再使用及早求值得到最终结果。

及早求值：得到最终的结果而不是Stream，这样的操作称为及早求值。

### **2、常用的流** ###

#### **2.1 collect(Collectors.toList())** ####

将流转换为list。还有toSet()，toMap()等。及早求值。

public class TestCase {	
        public static void main(String[] args) {	
            List<Student> studentList = Stream.of(new Student("路飞", 22, 175),	
                    new Student("红发", 40, 180),	
                    new Student("白胡子", 50, 185)).collect(Collectors.toList());	
            System.out.println(studentList);	
        }	
    }	
    //输出结果	
    //[Student{name='路飞', age=22, stature=175, specialities=null}, 	
    //Student{name='红发', age=40, stature=180, specialities=null}, 	
    //Student{name='白胡子', age=50, stature=185, specialities=null}]

#### **2.2 filter** ####

顾名思义，起过滤筛选的作用。内部就是Predicate接口。惰性求值。

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比如我们筛选出出身高小于180的同学。

#### **2.3 map** ####

转换功能，内部就是Function接口。惰性求值

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例子中将student对象转换为String对象，获取student的名字。

#### **2****.4 flatMap** ####

将多个Stream合并为一个Stream。惰性求值

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public class TestCase {	
        public static void main(String[] args) {	
            List<Student> students = new ArrayList<>(3);	
            students.add(new Student("路飞", 22, 175));	
            students.add(new Student("红发", 40, 180));	
            students.add(new Student("白胡子", 50, 185));	
    
    	
            List<Student> studentList = Stream.of(students,	
                    asList(new Student("艾斯", 25, 183),	
                            new Student("雷利", 48, 176)))	
                    .flatMap(students1 -> students1.stream()).collect(Collectors.toList());	
            System.out.println(studentList);	
        }	
    }	
    //输出结果	
    //[Student{name='路飞', age=22, stature=175, specialities=null}, 	
    //Student{name='红发', age=40, stature=180, specialities=null}, 	
    //Student{name='白胡子', age=50, stature=185, specialities=null}, 	
    //Student{name='艾斯', age=25, stature=183, specialities=null},	
    //Student{name='雷利', age=48, stature=176, specialities=null}]

调用Stream.of的静态方法将两个list转换为Stream，再通过flatMap将两个流合并为一个。

#### **2.5 max和min** ####

我们经常会在集合中求最大或最小值，使用流就很方便。及早求值。

public class TestCase {	
        public static void main(String[] args) {	
            List<Student> students = new ArrayList<>(3);	
            students.add(new Student("路飞", 22, 175));	
            students.add(new Student("红发", 40, 180));	
            students.add(new Student("白胡子", 50, 185));	
    
    	
            Optional<Student> max = students.stream()	
                .max(Comparator.comparing(stu -> stu.getAge()));	
            Optional<Student> min = students.stream()	
                .min(Comparator.comparing(stu -> stu.getAge()));	
            //判断是否有值	
            if (max.isPresent()) {	
                System.out.println(max.get());	
            }	
            if (min.isPresent()) {	
                System.out.println(min.get());	
            }	
        }	
    }	
    //输出结果	
    //Student{name='白胡子', age=50, stature=185, specialities=null}	
    //Student{name='路飞', age=22, stature=175, specialities=null}

max、min接收一个Comparator（例子中使用java8自带的静态函数，只需要传进需要比较值即可。）并且返回一个Optional对象，该对象是java8新增的类，专门为了防止null引发的空指针异常。

可以使用max.isPresent()判断是否有值；可以使用max.orElse(new Student())，当值为null时就使用给定值；也可以使用max.orElseGet(() -> new Student());这需要传入一个Supplier的lambda表达式。

#### **2.6 count** ####

统计功能，一般都是结合filter使用，因为先筛选出我们需要的再统计即可。及早求值

#### **2.7 reduce** ####

reduce 操作可以实现从一组值中生成一个值。在上述例子中用到的 count 、 min 和 max 方法，因为常用而被纳入标准库中。事实上，这些方法都是 reduce 操作。及早求值。

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public class TestCase {	
        public static void main(String[] args) {	
            Integer reduce = Stream.of(1, 2, 3, 4).reduce(0, (acc, x) -> acc+ x);	
            System.out.println(reduce);	
        }	
    }	
    //输出结果	
    //10

我们看得reduce接收了一个初始值为0的累加器，依次取出值与累加器相加，最后累加器的值就是最终的结果。

## **三、高级集合类及收集器** ##

### **3.1 转换成值** ###

收集器，一种通用的、从流生成复杂值的结构。只要将它传给 collect 方法，所有的流就都可以使用它了。标准类库已经提供了一些有用的收集器，以下示例代码中的收集器都是从 java.util.stream.Collectors 类中静态导入的。

public class CollectorsTest {	
        public static void main(String[] args) {	
            List<Student> students1 = new ArrayList<>(3);	
            students1.add(new Student("路飞", 23, 175));	
            students1.add(new Student("红发", 40, 180));	
            students1.add(new Student("白胡子", 50, 185));	
    
    	
            OutstandingClass ostClass1 = new OutstandingClass("一班", students1);	
            //复制students1，并移除一个学生	
            List<Student> students2 = new ArrayList<>(students1);	
            students2.remove(1);	
            OutstandingClass ostClass2 = new OutstandingClass("二班", students2);	
            //将ostClass1、ostClass2转换为Stream	
            Stream<OutstandingClass> classStream = Stream.of(ostClass1, ostClass2);	
            OutstandingClass outstandingClass = biggestGroup(classStream);	
            System.out.println("人数最多的班级是：" + outstandingClass.getName());	
    
    	
            System.out.println("一班平均年龄是：" + averageNumberOfStudent(students1));	
        }	
    
    	
        /**	
         * 获取人数最多的班级	
         */	
        private static OutstandingClass biggestGroup(Stream<OutstandingClass> outstandingClasses) {	
            return outstandingClasses.collect(	
                    maxBy(comparing(ostClass -> ostClass.getStudents().size())))	
                    .orElseGet(OutstandingClass::new);	
        }	
    
    	
        /**	
         * 计算平均年龄	
         */	
        private static double averageNumberOfStudent(List<Student> students) {	
            return students.stream().collect(averagingInt(Student::getAge));	
        }	
    }	
    //输出结果	
    //人数最多的班级是：一班	
    //一班平均年龄是：37.666666666666664

maxBy或者minBy就是求最大值与最小值。

### **3.2 转换成块** ###

常用的流操作是将其分解成两个集合，Collectors.partitioningBy帮我们实现了，接收一个Predicate函数式接口。

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将示例学生分为会唱歌与不会唱歌的两个集合。

public class PartitioningByTest {	
        public static void main(String[] args) {	
            //省略List<student> students的初始化	
            Map<Boolean, List<Student>> listMap = students.stream().collect(	
                Collectors.partitioningBy(student -> student.getSpecialities().	
                                          contains(SpecialityEnum.SING)));	
        }	
    }

### **3.3 数据分组** ###

数据分组是一种更自然的分割数据操作，与将数据分成 ture 和 false 两部分不同，可以使用任意值对数据分组。Collectors.groupingBy接收一个Function做转换。

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如图，我们使用groupingBy将根据进行分组为圆形一组，三角形一组，正方形一组。

例子：根据学生第一个特长进行分组

public class GroupingByTest {	
        public static void main(String[] args) {	
            //省略List<student> students的初始化	
             Map<SpecialityEnum, List<Student>> listMap = 	
                 students.stream().collect(	
                 Collectors.groupingBy(student -> student.getSpecialities().get(0)));	
        }	
    }

Collectors.groupingBy与SQL 中的 group by 操作是一样的。

### **3.4 字符串拼接** ###

如果将所有学生的名字拼接起来，怎么做呢？通常只能创建一个StringBuilder，循环拼接。使用Stream，使用Collectors.joining()简单容易。

public class JoiningTest {	
        public static void main(String[] args) {	
            List<Student> students = new ArrayList<>(3);	
            students.add(new Student("路飞", 22, 175));	
            students.add(new Student("红发", 40, 180));	
            students.add(new Student("白胡子", 50, 185));	
    
    	
             String names = students.stream()	
                 .map(Student::getName).collect(Collectors.joining(",","[","]"));	
            System.out.println(names);	
        }	
    }	
    //输出结果	
    //[路飞,红发,白胡子]

joining接收三个参数，第一个是分界符，第二个是前缀符，第三个是结束符。也可以不传入参数Collectors.joining()，这样就是直接拼接。

## **四、总结** ##

本篇主要从实际使用讲述了常用的方法及流，使用java8可以很清晰表达你要做什么，代码也很简洁。本篇例子主要是为了讲解较为简单，大家可以去使用java8重构自己现有的代码，自行领会lambda的奥妙。

本文说的Stream要组合使用才会发挥更大的功能，链式调用很迷人，根据自己的业务去做吧。

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[640_wx_fmt_other]: /images/20210731/88afabd202a24dc39d43064398671e77.png?wx_fmt=other
[640_wx_fmt_other 1]: /images/20210731/cf534a9904ea4fb995a5c5aa715857e2.png?wx_fmt=other
[640_wx_fmt_other 2]: /images/20210731/44f301adea2443d8857d8f07ca4f6d70.png?wx_fmt=other
[640_wx_fmt_other 3]: /images/20210731/d5f8aea1abd7467f98e42cde5f7b0423.png?wx_fmt=other
[640_wx_fmt_other 4]: /images/20210731/865602122315482fa6b67fe3f7a5a125.png?wx_fmt=other
[640_wx_fmt_other 5]: /images/20210731/dce7c88d9bb34f11ba81e10133567bbd.png?wx_fmt=other
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